基于WIFI+GPRS的无线传感器网络监控系统

传感器网络是一个将传感器技术、嵌入式系统、通信网络技术相结合的网络,实现数据采集、无线定位、远程监控、设备管理等功能,结合ZigBee、WIFI、GPRS等无线网络的优点,构建一个异构无线传感器网络,实现无线网络和移动通讯刚络的远程数据采集、定位与控制、异常事件报警,系统通过无线传感器终端节点进行数据采集,利用具有接收、转发数据助能的无线网络接收,实现异构网络终端设备间的数据交互与共享,达到无线定位,短信报警、上位机软件监控的目的．     

基于WSN的群体机器人实验平台设计

无线传感器网络和群体机器人的是当今研究的热点问题.移动机器人和无线传感器网络相结合,可以扩展机器人的感知空间,增强机器人的通信和交互能力.针对群体机器人的特点,结合无线传感器网络较强的感知能力和通信能力,开发了一套基于WSN的群体机器人实验系统.设计了适用于群体机器人实验的通信系统,制定了一套适用于群体机器人实验的通信协议,并提出了基于WSN的群体机器人相对定位方法.通过对群体机器人一致性实验,验证了系统的实时性和有效性.     

ISM频段无线热计量传感器网络节点模块的设计与开发

针对智能住宅建筑能效监管需求和现有热计量系统布线成本高、改造难度大的问题,将ISM频段无线收发芯片应用于无线热计量数据的传输过程中,对热计量传感器网络基本结构和工作原理进行了研究,开发了一种无线热计量数据传感器网络节点模块,设计了该节点模块的基本结构和主要电路,并重点介绍了其SPI接口连接方式及数据传输方法、无线收发芯片寄存器读写控制和热计量数据的无线收发过程。实验结果表明,所设计的无线热计量传感器网络节点模块在保证热计量数据稳定、可靠采集传输的同时,大大地增加了热计量传感器网络的灵活性和适用性,为住宅建筑能效数据的智能化采集、传输和管理提供了一种经济、高效的解决方法。     

危险气体泄漏源搜寻多机器人系统的设计与实现

危险气体泄漏源搜寻是仿生嗅觉技术的重要应用领域之一.为了提高气体泄露源定位的效率和准确性,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气源目标搜寻多机器人系统.该系统由多个嗅觉机器人组成,每个机器人作为无线传感器网络节点实现信息交换,协同工作,实现危险气体泄漏源的定位.嗅觉机器人以DSP处理器(TMS320F28335)为控制核心,对MOS气体传感器和风速传感器的输出信号进行融合,设计了浓度梯度与风速信息相结合的单一气体泄漏源搜寻算法.当嗅觉机器人完成气源定位时将发出警报,其他机器人利用装配的麦克风阵列和声源定位算法实现对泄漏源的间接定位.最后,为了说明所设计的多机器人系统对气体泄露源定位的有效性和准确性,本文设计了针对单一泄露源的气源搜寻实验进行验证.     

改进粒子滤波在WSN辅助机器人定位中的应用

针对无线传感器网络(WSN)辅助机器人定位问题,提出了一种改进的粒子滤波算法。为提供精确定位,在粒子滤波算法中引入节点置信度概念,给出了节点置信度的数学表达式,用于实现节点间的信息融合。新算法通过计算节点置信度,选择置信度高的节点参与辅助机器人定位;根据节点置信度,还可以确定每个节点对粒子更新的影响程度。开发了一种新的基于USARSim的无线传感器网络-机器人系统仿真平台,利用平台对新算法进行了验证。仿真实验结果表明,提出的算法机器人定位精度高,粒子滤波收敛速度快,仿真平台符合无线传感器网络辅助机器人定位研究的需要。     

基于遗传算法的无线传感器网络巡航覆盖最小移动节点数研究

被监测环境的状态可以使用无线传感器网络的有效感知.本文使用无线传感器网络巡航覆盖模型实现了建筑能效监测过程.为降低基于无线传感器网络巡航覆盖模型的数据采集系统构造和维护成本并降低系统复杂度,采用MTSP问题对无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数问题建模,提出了无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数快速求解算法并使用遗传算法实现了快速求解算法.实验结果表明,本文提出的方法快速有效,而基于遗传算法的快速求解算法的实现可以快速确定无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数上界.     

基于ARM控制的农业物联网传感器节点系统设计

无线传感器网络是基于不同的无线传输协议而构建的无线通信网络,其组网具有短距离、低成本、低功耗等特点,广泛应用于无线数据采集与控制领域。本文介绍了无线传感器网络的工作原理,并选用ZigBee无线通信技术进行系统组网设计,构建了一套基于ARM控制的无线传感器数据采集与控制系统。重点研究了无线传感器网络节点的硬件与软件设计,并把整套系统应用到实际的农作物生长环境监控场景之中,且对整个无线传感器网络节点系统进行了测试和实验数据分析,得出完整的实验结果,验证了系统的可行性。     

基于无线传感器网络的机车蓄电池检测系统设计

针对现有的机车蓄电池检测系统存在数据分析处理能力弱的缺点,设计了一种基于无线传感器网络的机车蓄电池检测系统,介绍了系统的组成及各个组成部分的功能,详细阐述了系统无线传感器节点的设计及采用DV-Hop定位算法进行节点定位的方法。该系统采用嵌入式实时操作系统和实时数据库对采集的蓄电池信息进行处理、管理及显示,从而使操作人员可以直观地观察蓄电池的工作曲线,作出实时诊断;传输部分采用无线传感器网络,使得系统具备了良好的数据采集、传输与处理速度,也减少了机车的内部布线。     

基于无线传感器网络的声音识别与定位

为了识别和定位移动机器人及军事系统中的声音信号,应用LPC2138和CC2420开发了一种基于无线传感器网络的智能化声音识别与定位系统.系统硬件部分主要由传感器模块、微处理器模块、无线收发模块等组成;软件部分则包括信号的采集处理、ZigBee无线通信协议、传感器节点的工作原理及设计流程.该系统克服了有线传感器网络的局限性,实现了声音信号的识别和定位,可用于多机器人之间的信息交互或军事战场中的实时监督.并具有节点成本低、网络容量大、生存周期长的特点.     

无线传感器环境下粒子群优化的多机器人协同定位研究

协同定位是多机器人自主行为的一项重要技术,重点描述了无线传感器网络环境下结合粒子群优化提出多机器人协同定位算法。该算法引入重采样,解决了粒子耗尽问题,扩大了解空间的范围,保证了种群的多样性,并且引入了惯性权重解决了粒子退化的问题。仿真结果表明,利用无线传感器网络进行辅助导航,采用粒子群优化算法,综合无线传感器网络进行辅助导航,融合各个机器人观测信息,可以降低求解问题的空间维数,在高斯噪声下能有效提高移动机器人定位精度。     

多节履带式机器人系统组成和越障性能研究

针对核工业管道内壁检测中环境信息的实时获取需求,研制了结构紧凑的三节履带式越障机器人系统.该系统由控制端和机器人本体组成,以dsPIC芯片群为核心,实现了稳定的无线操控、电机间的协调动作和视频信息的实时采集,并设计了友好的用户操作界面.根据系统的机构特征,探讨了越障过程中姿态调整的稳定性和越障规划等问题.台阶攀爬、沟壑跨越和野外工作等实验结果表明,该机器人系统具备良好的越障性能.     

自动导航探测机器人设计

阐述了GPS自动导航的履带式探测机器人的工作原理,设计并制作了机器人机械结构以及数据采集、数据的无线发送接收、机器人电机驱动电路,给出了基于虚拟仪器环境下的自动导航系统的实现方法。测试结果的绝对误差平均值为1.085 m,相对误差平均值为4.34%。该自动导航探测机器人可以替代人完成一些危险的工作。     

基于GNSS的建筑物沉降监测系统设计

针对建筑物沉降监测问题,设计了一套基于GNSS的建筑物沉降监测系统。该系统由数据采集终端、监控中心、云平台及报警系统组成。数据采集终端负责监测点GNSS原始数据采集,使用GPRS无线网络将监测数据传输至监控中心。监控中心负责监测点沉降量计算,并将监测结果实时显示及推送至云端。系统采用静态相对定位技术,并对其数据处理进行自动化改进,实现对建筑物的24小时不间断监测。测试结果显示,系统具有较好的监测精度,能够满足建筑物沉降监测的需要。     

基于UWB室内送餐机器人定位信息系统

为了实现送餐机器人的室内精确定位与远程观察与控制,本文采用DW1000模块基于UWB结合ESP8266网络模块设计一款室内送餐机器人定位信息系统.该系统采用改进TWR测距算法避免各基站时钟不同步问题,改善了基站自身的时钟偏移误差.简化了TOA算法,从而使系统快速精确定位,同时利用ESP8266无线以太网模块将位置数据及状态信息传递到远端服务器上,便于查看实时位置状态与控制机器人行动.该系统是嵌入式无线互联系统,可以满足室内送餐机器人的定位与信息传递,并实现机器人的远程控制.     

电站智能无线巡检移动机器人系统设计

针对电站中电力系统环境复杂的问题,设计了一种基于改进的OpenWrt系统和Android系统的电站智能无线巡检机器人。该系统以无线嵌入式处理器AR9331和基于Cortex-M3的ARM处理器STM32为双处理器核心,并在无线处理器上运行改进的OpenWrt操作系统,实现无线路由功能,同时引进一种新型的MJPEG压缩算法。实现了Android智能手机对巡检机器人的无线控制、视频实时采集与显示。经设计研发和现场测试,系统可运行在电站狭小、阴暗等复杂环境中,完成无线巡检任务,具有良好的稳定性和灵活性。     

基于卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统设计

设计了一种基于北斗/GPS卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统,用以对现有测绘方式进行补充。系统以履带车为信息采集移动平台,以STM32F103单片机为信息采集控制中心,用树莓派对测绘现场进行实时视频采集,以九轴MPU融合北斗/GPS双精度定位算法实现对采集点的精确定位,通过树莓派自带的WiFi和4G路由器实现数据上传服务器,通过地面站对履带车进行实时远程手动控制和自主路径规划。测试表明系统通过北斗/GPS卫星定位和惯导融合能满足一定的测绘需要,能对所测地面地形建立数字高程模型(digital elevation model)。     

基于5G通信技术的巡逻机器人定位误差自动补偿方法

以提升巡逻机器人执行巡逻任务能力为目的,提出基于5G通信技术的巡逻机器人定位误差自动补偿方法。该方法在巡逻机器人工作区域架设5G无线通信网络,并将AD7380型号位置传感器安装在巡逻机器人上,利用位置传感器获取巡逻机器人工作时的位置信息后,利用5G无线通信网络将其传输到用户PC端,得到巡逻机器人位置采样点数据；以该数据为基础,使用拉丁超立方采样方法描述巡逻机器人在其巡逻空间内的位置,得到巡逻机器人空间位置数据；再依据巡逻机器人空间位置数据,计算该机器人预设目标点误差矢量,并构建巡逻机器人定位误差补偿模型,利用该模型补偿巡逻机器人定位误差。实验结果表明：该方法可全面获取巡逻机器人在其巡逻空间内的位置信息,可有效且精准的对其定位误差进行自动补偿,使巡逻机器人定位误差保持在可允许范围内,应用效果较为显著。     

基于ARM的六足仿生机器人野外定位系统

为了更好地控制六足仿生机器人适应野外作业环境,针对机器人野外定位问题,提出了一种六足仿生减灾救援机器人无线野外定位系统解决方案,方案以三星S3C2440为硬件平台,以嵌入式linux系统为软件平台,设计了六足仿生机器人野外定位系统。通过GPS全球定位系统进行六足仿生机器人的定位,利用GPRS实现网络通信,并将定位信息传输到终端设备,终端设备通过发送命令的方式控制六足仿生机器人实现相应的动作。实验证明：该系统的稳定性好,可靠性较高,能较好的满足六足仿生减灾救援机器人野外定位的需求。     

基于加速度传感器的下肢康复机器人示教训练

将康复治疗人员的临床治疗经验与康复机器人的训练结合,能够有效提高已有下肢康复机器人的训练性能,为此提出一种基于加速度传感器的示教训练方法及无线数据采集系统。通过已有的外骨骼式下肢康复机器人,分析并推导出关节角度与末端轨迹的关系及关节加速度与关节角度的关系。通过加速度信息分析出轨迹信息从而控制训练轨迹。研发的无线数据采集系统提取康复师训练时患者下肢加速度信息并转化成轨迹信息,进而被用于康复机器人示教训练控制。实验结果证明,该系统能够满足康复机器人的示教训练要求。     

基于惯性传感器的集群移动机器人定位系统设计

为了对集群机器人的定位技术做进一步研究,本文对群体移动机器人的整体框架进行了设计,主要包括控制单元、通信模块和传感器单元等,重点对基于MPU9250惯性传感器的定位技术进行了研究,定位系统以ZigBee模块组成无线传感网络,用Arduino对MPU9250进行姿态数据获取并进行处理,利用ZigBee网络将位置信息传输到上位机.本文提出的机器人惯导定位技术对于解决机器人的定位问题具有一定的指导意义.